У африканской иммунной системы есть оборотная сторона - более высокий риск аутоиммунного заболевания.
Можно подумать, что, поскольку мы на самом деле все одна раса, человеческая раса, мы должны иметь одинаковую восприимчивость к болезням. Но на самом деле существуют огромные различия между иммунными системами разных народов, живущих в разных частях мира. Вероятность развития определенных инфекций, аутоиммунных заболеваний или воспалительных состояний сильно различается в зависимости от того, где в мире жили ваши предки. Например, иммунные системы лиц африканского и европейского происхождения различаются из-за различных проблем со здоровьем, с которыми каждая популяция сталкивалась исторически.
Теперь два новых исследования, опубликованные в журнале Cell, помогают нам лучше понять эти различия. Исследователи обнаружили, что иммунная система африканцев в целом сильнее, чем их европейские коллеги. Некоторые из этих вариаций можно проследить на генетическом уровне до скрещивания протоевропейцев с неандертальцами, что ослабило их иммунную систему, по сравнению с африканцами, у которых этого не произошло.
Homo sapiens покинул Африку где-то между 100 000 и 60 000 лет назад и встретил Европу, уже колонизированную неандертальцами. В конце концов, эти двое скрещивались, и иммунные реакции неандертальцев помогли гомо сапиенсу адаптироваться к новой среде и к находящимся там патогенам. Некоторое время спустя, около 40 000 лет назад, неандертальцы исчезли с Земли. Сегодня 20% населения мира несут в себе гены неандертальца.
Поскольку в Европе был более холодный климат, исследователи считают, что более тонкой воспалительной реакции было достаточно. Однако в Африке патогены более устойчивы, поэтому для обеспечения выживания требовался более быстрый иммунный ответ. Хотя они могут лучше реагировать на патогены, у африканской иммунной системы есть и обратная сторона - более высокий риск аутоиммунных заболеваний.
Луис Кинтана-Мурси из Института Пастера и CNRS в Париже руководил одним исследованием. Он сказал, что их результаты показывают, что такие различия являются ответами, которые были записаны в ДНК. Поскольку единственный обнаруженный ими ген передавался неандертальцам, уже жившим в Европе, считается, что он давал эволюционное преимущество.
Первые Homo sapiens, поселившиеся в Европе, смешались с неандертальцами и получили пользу от их иммунной системы.
Секвенирование РНК было использовано Кинтана-Мурчи и его командой для классификации иммунных клеток, называемых первичными моноцитами, взятых у 200 участников, половина европейского и другая африканского происхождения. Исследователи смотрели, как клетки будут реагировать на определенные бактерии или вирусы. Различия в активности генов в иммунных клетках сильно различались между популяциями. Эти два исследования отличались от других не только изучением иммунного ответа, но и стоящей за ним экспрессией генов.
Кинтана-Мурси и его коллеги обнаружили, что изменения в одном гене, заимствованном у неандертальцев, стали неотъемлемой частью современной европейской иммунной системы и того, как она реагирует на патогены. Это открытие предлагает существенные доказательства, касающиеся селекции генов и иммунного ответа. Определенные регуляторные варианты также произошли от неандертальцев, которых европейцы «позаимствовали» при их скрещивании. Все это проявляется в том, как иммунная система европеоидов реагирует на вирусные инфекции.
Луис Баррейро был старшим автором другого исследования. Баррейро родом из Университета Монреаля и CHU Sainte-Justine, также в Канаде. Он и его команда проверили, как африканская и европейская иммунная система, особенно клетки, известные как первичные макрофаги, реагируют на живые патогенные бактерии. Были использованы макрофаги 175 американцев, 80 афроамериканцев и 95 представителей европеоидной расы. Эти клетки выращивали в чашках, а затем инфицировали либо листериями, либо бактериями сальмонеллы.
Le Moustier Neanderthals by: Charles Robert Knight, Public Domain, Wikipedia Commons
После заражения Баррейро и его коллеги вернулись через 24 часа, чтобы посмотреть, как отреагировала каждая клетка. У лиц африканского происхождения воспалительная реакция развивалась в три раза быстрее, чем у американцев европейского происхождения. Но в этом был и недостаток. Более активная иммунная система сопряжена с более высоким риском аутоиммунных заболеваний, таких как болезнь Крона. Вот почему афроамериканки, например, в три раза чаще заболевают волчанкой, чем белые. После этого исследователи изучили гены, отвечающие за эти ответы, и обнаружили, что 12 000 из них, примерно 30% от общего числа, по-разному экспрессировались у этих двух рас.
Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы увидеть, как иммунные системы разных рас и этнических групп действуют по-разному. Это исследование может когда-нибудь привести к более персонализированным вариантам лечения, должным образом адаптированным к биологии пациента. По словам Барейро, ранее молекулярная и генетическая основа различий иммунной системы была загадкой. Это исследование показывает, как история естественного отбора продолжает влиять на нас по сей день.
Однако устойчивость к болезням не зависит от генов. По словам Баррейро, «генетика объясняет только около 30% наблюдаемых различий в иммунных реакциях». Диета, физические упражнения, влияние окружающей среды, курение и другие факторы рассказывают гораздо больше об этом. Баррейро добавил, что будущие исследования должны дать количественную оценку того, какое именно влияние оказывает генетика, и в какой степени выбор образа жизни и другие факторы влияют на общее состояние здоровья. Другой проблемой является отсутствие разнообразия в исследованиях всего генома.80% генетических и биологических образцов поступили от европеоидов, отмечается в недавнем комментарии в журнале Nature. Это исследование показывает, насколько важно знать такие различия.